JP2000321034A - 光イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 観察対象物を立体的に把握したり、所望の方
向の断層像を得ることができる光イメージング装置を提
供する。 【解決手段】 光走査プローブ８Ａは透明な樹脂チュー
ブ３５内にはシングルモードファイバ１０を挿通したフ
レキシブルシャフト３２が挿通され、その基端は駆動部
７の光ロータリジョイント９と接続され、低干渉性光源
からの低干渉性光を伝送し、フレキシブルシャフト３２
の先端にレンズ枠で保持した光学ユニット３６を介して
観察ビームを生体組織側に出射する。光学ユニット３６
は駆動部７内の回転用モータ３３により、光走査プロー
ブ８Ａの長手方向の回りに回転可能であり、またリニア
移動用モータ４０により、光走査プローブ８Ａの長手方
向にリニア移動可能にして、ラジアル、リニア、スパイ
ラル走査による光断層像を得ることを可能にして、３次
元及び任意の方向の光断層像を表示可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は低干渉性の光を用い
て生体組織の光断層像を得る光イメージング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、低干渉性光を用い、その光をフレ
キシブルシャフト内のファイバを介して先端光学素子に
伝達し、フレキシブルシャフトと共に先端光学素子も回
転して観察ビームを回転走査する光イメージング装置が
特表平６−５１１３１２に開示されている。この光イメ
ージング装置に採用されたプローブでは、２次元的な像
しか得られない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】正確な患部の構造の立
体的な構造の把握には従来２次元画像から医師が頭の中
で３次元像を推測し理解していたが、熟練が必要にな
る。また、任意の方向の断層像が得られないし、定量的
な患部の大きさの測定等がしにくい等の欠点がある。

【０００４】（発明の目的）本発明は、上述した点に鑑
みてなされたもので、患部等の観察対象物を立体的に把
握したり異なる方向からの断層像を得ることができる光
イメージング装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】低干渉光を用いて生体組
織の光断層像を得る光イメージング装置において、少な
くともその先端は光透過性の良い素材で形成されてお
り、先端が開口していないシースと、光の出射・入射部
と、シース内側に挿入された柔軟なパイプ部材と、柔軟
なパイプ部材の先端側に取り付けられた前記出射・入射
部の保持部材と、パイプ部材の内腔に設けられた低干渉
光を伝送する光ファイバとを有し、パイプ部材を回転さ
せる回転駆動手段と、パイプ部材を軸方向に進退する進
退駆動手段と、を設けたことにより、回転駆動手段と進
退駆動手段とで駆動した場合の生体組織の光断層像を得
ることにより、３次元の断層像を得たり、任意の方向の
断面の断層像も得られるようにした。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （第１の実施の形態）図１ないし図６は本発明の第１の
実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態の
光イメージング装置の構成を示し、図２は光走査プロー
ブの構成を示し、図３は光ロータリジョイントの構成を
示し、図４は光走査プローブの先端側の構成を示し、図
５は本実施の形態による走査モードを示し、図６は変形
例における弛み防止機構を示す。

【０００７】図１に示す本発明の第１の実施の形態の光
イメージング装置（光断層画像装置）１は超高輝度発光
ダイオード（以下、ＳＬＤと略記）等の低干渉性光源２
を有する。この低干渉性光源２はその波長が例えば１３
００ｎｍで、その可干渉距離が例えば１７μｍ程度であ
るような短い距離範囲のみで干渉性を示す低干渉性光の
特徴を備えている。

【０００８】つまり、この光を例えば２つに分岐した
後、再び混合した場合には分岐した点から混合した点ま
での２つの光路長の差が１７μｍ程度の短い距離範囲内
の場合には干渉した光として検出され、それより光路長
が大きい場合には干渉しない特性を示す。

【０００９】この低干渉性光源２の光は第１のシングル
モードファイバ３の一端に入射され、他方の端面（先端
面）側に伝送される。この第１のシングルモードファイ
バ３は途中の光カップラ部４で第２のシングルモードフ
ァイバ５と光学的に結合されている。従って、この光カ
ップラ４部分で２つに分岐されて伝送される。

【００１０】第１のシングルモードファイバ３の（光カ
ップラ部４より）先端側には、光走査プローブ８Ａが進
退移動（つまり、リニア移動）された場合に対する光フ
ァイバの弛み防止手段６が形成され、この部分の先端側
に駆動部７を介して光走査プローブ８Ａと観測装置とが
接続されている。

【００１１】光ファイバの弛み防止手段６は例えば数ｃ
ｍ程度（より具体的には５ｃｍ）でループ状にされ、光
走査プローブ８Ａが進退移動（つまり、リニア移動）さ
れた場合に対する光ファイバの弛みの影響を防止する。

【００１２】上記駆動部７には第１のシングルモードフ
ァイバ３の先端側の非回転部と、回転される回転部とで
光を伝送可能な結合を行う光ロータリジョイント９が設
けてあり、この光ロータリジョイント９により光走査プ
ローブ８内に挿通されて、回転駆動される第３のシング
ルモードファイバ１０に低干渉性光源２の光が伝送（導
光）されるようにしている。

【００１３】そして、伝送された光は光走査プローブ８
Ａの先端側から被検体としての生体組織１１側に走査さ
れながら照射される。また、生体組織１１側での表面或
いは内部での散乱などした反射光の一部が取り込まれ、
逆の光路を経て第１のシングルモードファイバ３側に戻
り、光カップラ部４によりその一部が第２のシングルモ
ードファイバ５側に移り、第２のシングルモードファイ
バ５の一端から光検出器としての例えばフォトダイオー
ド等の光検出器１２に入射される。

【００１４】また、駆動部７には光ロータリジョイント
９のロータ側を回転駆動する回転駆動手段と、光ロータ
リジョイント９及び回転駆動手段をプローブ８の軸方向
に進退移動する進退移動手段（リニア移動手段）とが設
けてあり、これらは回転／進退制御装置１３によって制
御される。

【００１５】また、第２のシングルモードファイバ５の
光カップラ部４より先端側には基準光の光路長を変える
光路長の可変機構１４が設けてある。この光路長の可変
機構１４は光走査プローブ８により生体組織１１の深さ
方向に所定の走査範囲だけ走査する光路長に対応してこ
の走査範囲の光路長だけ高速に変化させることができる
ようにしている。

【００１６】例えば、第２のシングルモードファイバ５
の先端に対向するレンズ１５を介してグレーティング１
６が配置され、このグレーティング（回折格子）１６と
対向するレンズ１７を介してステージ１８上に配置さ
れ、微小角度回動可能なガルバノメータミラー１９で反
射させるようにしており、このガルバノメータミラー１
９はガルバノメータコントローラ２０により、符号ａで
示すように高速に回転的に振動される。

【００１７】このガルバノメータミラー１９はガルバノ
メータのミラーにより反射させるもので、ガルバノメー
タに交流の駆動信号を印加してその可動部分に取り付け
たミラーを高速に回転的に振動させるものである。

【００１８】つまり、光走査プローブ８Ａにより、生体
組織１１の深さ方向に所定の距離だけ高速に走査できる
ようにガルバノメータコントローラ２０により、駆動信
号が印加され、この駆動信号により符号ａで示すように
高速に回転的に振動する。

【００１９】そして、この回転的振動により第２のシン
グルモードファイバ５の端面から出射され、ガルバノメ
ータミラー１９で反射されて戻る光の光路長は生体組織
１１の深さ方向に走査する所定の距離の走査範囲だけ変
化する。

【００２０】つまり、ガルバノメータミラー１９によ
り、深さ方向の断層像を得るための光路長の変化手段を
形成している。このガルバノメータミラー１９による光
路長の変化手段はＳＣＩＥＮＣＥ ＶＯＬ．２７６、１
９９７、ｐｐ２０３７−２０３９に開示されている。

【００２１】この光路長の可変機構１４で光路長が変え
られた光は第２のシングルモードファイバ５の途中に設
けたカップラ部４で第１のシングルモードファイバ３側
から漏れた光と混合されて、共に光検出器１２で受光さ
れる。

【００２２】なお、例えば第２のシングルモードファイ
バ５は１軸ステージ１８をその可変範囲の中間位置付近
に設定した状態では光カップラ部４から第４のシングル
モードファイバ９等を経て光走査プローブ８Ａの先端か
ら生体組織１１に至る光路長と、第２のシングルモード
ファイバ５を経て１軸ステージ１８上のガルバノメータ
ミラー１９で反射される光路長とがほぼ等しい長さとな
るように設定されている。

【００２３】そして、光走査プローブ８により生体組織
１１側からの戻り光に対し、ガルバノメータミラー１９
を高速で回転的振動或いは高速振動させてその基準光側
の光路長を周期的に変化することにより、この光路長と
等しい値となる生体組織１１の深さ位置での反射光とを
干渉させ、他の深さ部分での反射光は非干渉にすること
ができるようにしている。上記ガルバノメータミラー１
９はガルバノメータミラーコントローラ２０により駆動
動作が制御される。

【００２４】上記光検出器１２で光電変換された信号は
アンプ２２により増幅された後、復調器２３に入力され
る。この復調器２３では干渉した光の信号部分のみを抽
出する復調処理を行い、その出力はＡ／Ｄ変換器２４を
経てコンピュータ２５に入力される。このコンピュータ
２５では断層像に対応した画像データを生成し、モニタ
２６に出力し、その表示面にＯＣＴ像（光断層像或いは
光イメージング像）２７を表示する。

【００２５】また、コンピュータ２５には、キーボード
等の光断層モードを指示入力するモード入力部２８と接
続されている。そして、ユーザがこのモード入力部２８
から光断層モードの指示入力を行うことにより、コンピ
ュータ２５はその指示入力に対応して回転／進退制御装
置１３を介して駆動部７の駆動動作を制御する。

【００２６】また、コンピュータ２５は回転／進退制御
装置１３を介して１軸ステージ１８の位置の制御を行
う。つまり、回転／進退制御装置１３は駆動部７を回転
等、駆動させる際に、制御信号をガルガノメータミラー
コントローラ２０に送る。

【００２７】また、回転／進退制御装置１３による回転
／進退させる時の基準のタイミング制御信号と、ガルガ
ノメータミラーコントローラ２０によるガルガノメータ
ミラーを回転振動させる時の基準のタイミング制御信号
はビデオ同期回路２９の画像化する際のビデオ同期信号
と同期させるようにしている。

【００２８】つまり、ビデオ同期回路２９のビデオ同期
信号はそれぞれガルバノメータコントローラ２０と回転
／進退制御装置１３にも送られ、例えばガルバノメータ
コントローラ２０はビデオ同期信号（より具体的には高
速及び低速の２つのビデオ同期信号における高速の第１
のビデオ同期信号）に同期した周期でガルバノメータミ
ラー１９を駆動し、このガルバノメータミラー１９の１
周期毎に回転駆動用モータ３３を微小ステップで回転さ
せ、その際の１回転の周期はビデオ同期信号（より具体
的には低速の第２のビデオ同期信号）に同期した周期と
同期させるようにする。本実施の形態における光走査プ
ローブ８Ａ及び駆動部７の構造を図２に示す。第１のシ
ングルモードファイバ３の先端側はフレーム３１内の光
ロータリジョイント９を介して中空で柔軟性をもつ回転
力伝達部材としてのフレキシブルシャフト３２内に挿通
光される柔軟性を有する光ファイバとしての第３のシン
グルモードファイバ１０と光学的に結合される。

【００２９】このフレーム３１には回転（駆動）用モー
タ３３が取り付けてあり、その回転軸にに取り付けたギ
ヤ３４等を介して光ロータリジョイント９のロータ９Ａ
を回転駆動できるようにしている。

【００３０】この回転はロータ９Ａの中心軸に固定した
第３のシングルモードファイバ１０及びロータ９Ａにそ
の後端を取り付けたフレキシブルシャフト３２に伝達さ
れ、第３のシングルモードファイバ１０及びフレキシブ
ルシャフト３２は回転駆動される。

【００３１】フレキシブルシャフト３２は光走査プロー
ブ８Ａの外套チューブ（シース）を構成する可撓性を有
する樹脂チューブ３５内に挿通され、このフレキシブル
シャフト３２の先端には光の出射及び（出射された光の
生体組織側での反射光が）入射される光学ユニット３６
が取り付けてあり、第３のシングルモードファイバ１０
で伝送された低干渉性光はその先端の光学ユニット３６
を介して垂直方向に出射され、透明な樹脂チューブ３５
を透過して生体組織１１側に出射される。

【００３２】また、生体組織１１側で反射された光は逆
に伝達され、第３のシングルモードファイバ１０から光
ロータリジョイント９で第１のシングルモードファイバ
３側、つまり観測装置側に伝達される。

【００３３】なお、樹脂チューブ３５の先端は閉塞さ
れ、またこの樹脂チューブ３５の少なくとも先端側（つ
まり、光学ユニット３６から光が出射される部分に対向
する部分）は例えばポリメチルペンテン製等、（低干渉
性光に対して）透明で光透過性が良いチューブで形成さ
れている。

【００３４】樹脂チューブ３５内には透明で、樹脂チュ
ーブ３５の屈折率に近い屈折率を持つ透明液体３７が充
満されており、この透明液体３７は例えば、樹脂チュー
ブ３５の後端でシール機能を持つ軸受けでシールされて
いる。

【００３５】また、上記駆動部７におけるフレーム３１
がリニア移動（或いは進退移動）支持部材３８に取り付
けてあり、このリニア移動支持部材３８のネジ孔にはリ
ニア移動用ボールネジ３９が螺合している。

【００３６】そして、このリニア移動用ボールネジ３９
の後端はリニア移動用モータ４０の回転軸に取り付けて
あり、このリニア移動用モータ４０を回転駆動すること
により、リニア移動支持部材３８と共にフレーム３１を
前進移動或いは後退移動できるようにしている。

【００３７】上記光ロータリジョイント９は図３に示す
ような構造になっている。図３に示すように光ロータリ
ジョイント９はロータ９Ａの後端の円柱状の拡径部がそ
の外側の円柱状のステータ９Ｂの凹部内に配置され、２
箇所の軸受け４１で回転自在に支持されている。

【００３８】また、ロータ９Ａの中心軸に沿って固定さ
れた第３のシングルモードファイバ１０の後端にはロー
タ９Ａの凹部内に設けたレンズ４２と対向している。ま
た、このレンズ４２に対向する位置のステータ９Ｂの凹
部内にもレンズ４３が設けてあり、第１のシングルモー
ドファイバ３の先端から出射される光は対向するレンズ
４３、４２を経て第３のシングルモードファイバ１０の
後端に伝送されるし、生体組織１１側からの戻り光は第
３のシングルモードファイバ１０から対向するレンズ４
２、４３を経て第１のシングルモードファイバ３の先端
面に伝送される。

【００３９】また、光走査プローブ８の先端側に配置さ
れる光学ユニット３６は図４に示すような構造になって
いる。

【００４０】フレキシブルシャフト３２の先端には略円
筒状のレンズ枠４５を介して円柱状のＧＲＩＮレンズ４
６が固定されており、このＧＲＩＮレンズ４６の先端面
には光を直角方向に変更するプリズム４７が接合されて
いる。

【００４１】また、レンズ枠４５における小径部には第
３のシングルモードファイバ１０の先端が固定されてい
る。そして、第３のシングルモードファイバ１０で伝送
した光をＧＲＩＮレンズ４６で収束し、さらにプリズム
４７で直角方向に反射して、樹脂チューブ３５を透過し
て生体組織１１側に観察ビーム４８を出射する。

【００４２】また、生体組織１１側での反射光を逆の光
路を経てプローブ８Ａの基端側の観察装置に伝送する。
このような構成の第１の実施の形態による作用を以下に
説明する。

【００４３】図１に示すように設定した後、術者等のユ
ーザはモード入力部２９から光イメージング像を得よう
とするモードの指示入力を行う。例えば、ラジアルスキ
ャンモードを指示した場合には、コンピュータ２５を介
して回転／進退制御装置１３は回転用モータ３３を駆動
して図５（Ａ）のようにラジアルスキャンモードでの光
イメージング像を得ることができる。

【００４４】この場合には、図２において、回転用モー
タ３３の回転が歯車３４によってフレキシブルシャフト
３２に伝達され、それにより光学ユニット３６が回転
し、フレキシブルシャフト３２の軸に垂直な方向に観察
ビームを走査し、円周状に光走査プローブ８Ａの軸に垂
直な光イメージング像を得ることができる。なお、この
時、進退移動用モータ４０は駆動されず、フレーム３１
も移動しない。

【００４５】また、リニアスキャンモードを指示した場
合には、コンピュータ２５を介して回転／進退制御装置
１３は進退移動用モータ４０を駆動して図５（Ｂ）のよ
うにリニアスキャンモードでの光イメージング像を得る
ことができる。

【００４６】この場合には回転用モータ３３は駆動され
ず、進退移動用モータ４０の回転によってボールネジ３
９が回転しフレーム３１が図２で左右方向に移動する。
フレーム３１の移動によって回転用モータ３３，光ロー
タリジョイント等のフレーム３１内の移動ユニット全体
が左右に移動しフレキシブルシャフト３２が樹脂チュー
ブ３５に対して進退し、光学ユニット３６が左右に走査
され、光走査プローブ８Ａの軸を通る断層像を得ること
ができる。

【００４７】また、３次元スキャン或いはスパイラルス
キャンモードを指示した場合には、コンピュータ２５を
介して回転／進退制御装置１３は回転用モータ３３を駆
動すると共に、これに連動して進退移動用モータ４０を
駆動して図５（Ｃ）のように３次元スキャンモードでの
光イメージング像を得ることができる。

【００４８】この場合、回転走査がリニア走査に対し十
分早くなるように走査すると、２次元の円周像を積み重
ねる形で３次元構築像を得ることができる。３次元デー
タが構築できれば、そのデータに対し、自在な断面を構
築することができる。

【００４９】つまり、この３次元スキャンモードでの光
イメージング像を得た場合には、そのモードでの光イメ
ージング像の画像データがコンピュータ２５内のメモリ
或いはハードディスク等の画像データ記憶装置に記憶さ
れるので、術者は３次元スキャンモードでの光イメージ
ング像を得た場合には、３次元スキャンモードでの光イ
メージング像を立体的に表示させたり、所望とする断面
での光イメージング像を表示させたりすることもでき
る。

【００５０】従って、本実施の形態によれば、光走査プ
ローブ８Ａにより、その先端の光学ユニット３６を回転
駆動及び進退移動可能にして、低干渉性光を３次元的に
走査できるようにしているので、３次元的に走査による
３次元的なイメージング画像を得ることができ、３次元
的に表示させることにより、術者はその画像から２次元
画像しか得られない場合よりもはるかに診断し易い。ま
た、３次元的なイメージング画像を表示させることによ
り、患部等の３次元的な大きさも定量的に把握し易い。

【００５１】さらに、任意の方向からの断層像も表示で
きるので、術者は注目する部位に対し、的確な診断を行
い易い。つまり、術者に対し、診断に易い３次元像及び
任意の方向での断層像を提供できる。

【００５２】なお、フレキシブルシャフト３２は密巻き
のコイルを１重にしたものに限定されるものでなく、２
重或いは３重にして、柔軟性を有し、一端に加えられた
回転を他端に効率良く伝達する機能を有するものにして
も良い。

【００５３】従って、本実施の形態は以下の効果を有す
る。ラジアル画像及びリニア画像の両方を得ることがで
きるし、３次元画像も得られ、さらに所望とする断面で
の２次元画像も得られ、術者はこれらの画像から患部等
を把握し易く、的確な診断がし易い。

【００５４】また、本実施の形態によれば、観測装置に
対し、後述するように走査モードがリニア走査等に制限
された光走査プローブが接続された場合にも、その走査
モードで走査して光断層像を得ることができる。この場
合には、観測装置により簡単に着脱自在となるコネクタ
構造にしても良い。

【００５５】本実施の形態では、樹脂チューブ３５の内
部に樹脂チューブ３５の屈折率に近い屈折率を有する透
明液体３７を封入することにより、樹脂チューブ３５と
透明液体３７界面での光の反射を低減し、検出光に対す
る雑音光を低減する効果を有する。しかし、また透明液
体３７を封入せず、空気とする構成を取ることも可能で
ある。

【００５６】次に第１の実施の形態における変形例を説
明する。この変形例は図１に示す第１の実施の形態にお
いて、ファイバ弛み防止手段の構成が異なるのみであ
る。図６に示すようにこの変形例では第１のシングルモ
ードファイバ３は第１のプーリ４９と第２のプーリ５０
とに掛け渡してあり、その一方のプーリ（例えば４９）
が他方と平行に、図示しない移動手段で移動されるよう
にしてある。この移動手段はプローブ８のリニア移動に
連動して移動されるように制御される。そして、ファイ
バ３が常時殆ど一定の張力状態に維持され、弛みができ
ること防止している。

【００５７】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を図７を参照して説明する。図７は第２の実
施の形態における光走査プローブの先端側の構成を示
し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の状態からインナチューブ
３５Ｂ側を光走査プローブの基端側に移動した状態を示
す。本実施の形態では、光走査プローブ８Ｂは、アウタ
チューブ３５Ａとインナチューブ３５Ｂとの２重チュー
ブ構造にしている。

【００５８】そして、インナチューブ３５Ｂ内には第１
の実施の形態と同様にフレキシブルシャフト３２を挿通
し、そのフレキシブルシャフト３２の先端に光学ユニッ
ト３６を取り付けている。

【００５９】つまり、フレキシブルシャフト３２の先端
にはレンズ枠４５を介してＧＲＩＮレンズ４６及びプリ
ズム４７が固定され、またこのレンズ枠４５にはフレキ
シブルシャフト３２内を挿通した第３のシングルモード
ファイバ１０の先端も固定されている。

【００６０】なお、本実施の形態ではレンズ枠４５内に
ＧＲＩＮレンズ４６及びプリズム４７が固定され、この
レンズ枠４５におけるプリズム４７から光を出射すると
共に、プリズム４７に光が入射される部分に開口を設け
て観察窓５２を形成している。また、インナチューブ３
５Ｂ内には第１の実施の形態と同様に透明な液体３７が
充満されている。

【００６１】フレキシブルシャフト３２の後端は回転駆
動用モータにより、回転できるようにしている。また、
インナチュ−ブ３５Ｂの後端は、図２のフレーム３１の
前端の開口に固定されている。

【００６２】そして、フレキシブルシャフト３２がリニ
ア方向に進退移動されると、このインナチュ−ブ３５Ｂ
も同様に移動されるようにしている。また、インナチュ
−ブ３５Ｂを覆うアウタチューブ３５Ａ内にも透明な液
体５３、つまり反射防止のための屈折率整合媒質が封入
されている。また、このアウタチューブ３５Ａの後端は
固定されている。その他は第１の実施の形態と同様の構
成である。

【００６３】本実施の形態によれば、リニア走査による
フレキシブルシャフト３１の摩擦の変化による回転ムラ
を防止することができる。また、ラジアル走査用の光走
査プローブを流用でき、安価にできる。

【００６４】なお、第２の実施の形態の変形例として、
ラジアル走査による２次元画像を時系列で多数枚メモリ
に保存し、フリーズを掛けた時には、フリーズがかかっ
てからの信号ではなく、実際にフレーズがかかったとき
の画像をメモリから呼び出し、表示、プリントアウトを
行う。

【００６５】また、そのメモリを、リニア走査しながら
得た連続的な２次元画像を保存し、３次元再構築を行な
うのにも用いるようにしても良い。この変形例による
と、フリーズを掛けた瞬間の画像が得られる効果があ
る。

【００６６】（第３の実施の形態）次に本発明の第３の
実施の形態を図８を参照して説明する。図８は第３の実
施の形態における光走査プローブの先端側の構成を示
す。なお、図８（Ａ）は光走査プローブの先端側を斜視
図で示し、図８（Ｂ）はＡ−Ａ断面を示す。

【００６７】本実施の形態における光走査プローブ８Ｃ
は例えば第１の実施の形態の光走査プローブ８Ａにおい
て、透明な光学シース３５内にその長手方向に線状のマ
ーキング部材５６を埋め込んだものである。

【００６８】つまり、観察ビーム４８を光走査プローブ
８Ｃの長手方向に垂直方向に出射する光学ユニット３６
と、光学ユニット３６を回転するフレキシブルシャフト
３２と、それらの外側に有り、柔軟なＦＥＰなどの樹脂
チューブ３５からなる透明な光学シースが設けられてい
る。光学シースには長手方向に平行に線状のマーキング
部材５６が埋め込まれている。

【００６９】そして、フレキシブルシャフト３２が回転
し、それに応じ観測ビーム４８が回転し、深さ方向の情
報を収集する。観測ビーム４８がマーキング部材５６を
通過するときは、観測ビーム４８が遮られ信号が得られ
ないので、マーキングの位置を基準として観測ビーム４
８の回転位置を知ることができる。画像の再構成はこの
マーキングの位置を基準として行う。

【００７０】本実施の形態は観測ビーム４８の回転位置
を知ることができる効果を有する。その他は第１の実施
の形態と同様の効果を有する。

【００７１】その他に、マーキング部材５６を内視鏡か
ら観察できるような色などにすると、ＯＣＴ断層像上の
位置と、内視鏡像の位置を対応させて理解することが容
易ともなる。

【００７２】図９は第３の実施の形態の変形例を示す。

【００７３】図９（Ａ）では光学シースを形成する樹脂
チューブ３５の例えば内周面に凹部（切り欠き）９１を
設けたものであり、図９（Ｂ）では樹脂チューブ３５の
例えば外周面にＶ字状の切り欠き９２を設けたものであ
り、図９（Ｃ）では樹脂チューブ３５の例えば内周面の
所定の位置で段差状に肉厚が変化する段差部９３を設け
たものであり、図９（Ｄ）では樹脂チューブ３５の例え
ば内周面の所定の角度範囲が薄肉になる薄肉部９４をそ
の境界では段差部９５で段差状に変化するように設けた
ものである。このようなものでも観測ビーム４８の回転
位置を知ることができる。

【００７４】（第４の実施の形態）次に本発明の第４の
実施の形態を図１０を参照して説明する。図１０は第４
の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を
示す。この光走査プローブ８Ｄは例えば第１の実施の形
態における光走査プローブ８Ａにおいて、リニア走査を
行う場合の基準位置を検出できるように樹脂チューブ３
５の先端側の例えば外周面にマーキング部材５７をリン
グ状に設けている。

【００７５】なお、第１の実施の形態ではラジアル及び
リニア走査（及びこれらの組み合わせのスパイラル走
査）ができる駆動機構を備えたのもであるが、本実施の
形態はリニア走査のみを行う場合にマーキング部材５７
は機能する。その他はと同様の構成である。

【００７６】より具体的に説明すると、低干渉性光を伝
送するシングルモードファイバ１０の先端に設けた光学
ユニット３６は、該ファイバ１０からの光を集光するＧ
ＲＩＮレンズ４６と、このレンズ４６からの光を９０度
に曲げるプリズム４７とから構成され、これらがレンズ
枠４５で保持されている。

【００７７】樹脂チューブ３５内に挿通されたフレキシ
ブルシャフト３２は図１０に対して左右に進退し、観測
ビーム４８を左右に走査し、深さ方向と左右方向の２次
元的な像を得る。光学シースを形成する樹脂チューブ３
５には周上にマーキング部材５７が設けられており、観
測ビーム４８がマーキング部材を通過すると、観測ビー
ム４８が遮られ信号が得られないので、マーキングの位
置を基準として観測ビーム４８の走査位置を知ることが
できる。

【００７８】本実施の形態によれば、光学ユニット３６
がシース先端に接触しないための走査範囲制御、光走査
プローブ８Ｄの長さが異なる場合の走査範囲制御に用い
ることができる効果がある。

【００７９】（第５の実施の形態）次に本発明の第５の
実施の形態を図１１を参照して説明する。図１１は第５
の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を
示す。この光走査プローブ８Ｅは例えば第１の実施の形
態における光走査プローブ８Ａにおいて、リニア走査を
行う場合の基準位置を検出できるように樹脂チューブ３
５の先端側にその長手方向に櫛状に等間隔にスリット状
のマーキング部材５９を例えば埋め込むようにして設け
ている。

【００８０】光学シースを形成する樹脂チューブ３５に
は櫛状に均等の間隔にスリット状のマーキング部材５９
が設けられ、このマーキング部材５９は光を透過する樹
脂チューブ３５とは異なり、例えば厚い部分では反射す
る反射体で形成されてており、反射体を通過する毎にそ
の位置を知ることができる本実施の形態によれば、フレ
キシブルシャフト３２の伸縮による走査ムラがあって
も、位置を補正して正しい像を提供することができる効
果がある。

【００８１】（第６の実施の形態）次に本発明の第６の
実施の形態を図１２を参照して説明する。図１２は第６
の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を
示す。図１２（Ａ）は光走査プローブの先端側の構成を
縦断面図で示し、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＢ−Ｂ
断面を示す。

【００８２】この光走査プローブ８Ｆはフレキシブルシ
ャフト３２の先端の光学ユニット３６にその長手方向に
スリット部材６１を設け、かつこのスリット部材６１を
挟むようにして発光ダイオード（ＬＥＤと略記）６２ａ
とフォトダイオード６２ｂとを対向するように樹脂チュ
ーブ３５に固定している。

【００８３】また、ＬＥＤ６２ａとフォトダイオード６
２ｂとは樹脂チューブ３５内に埋め込んだリード線６３
と接続されており、このリード線６３は光走査プローブ
８Ｆの後端側に延出され、位置検出装置に接続されてい
る。

【００８４】そして、光学ユニット３６が樹脂チューブ
３５の長手方向に移動された場合、遮光性のスリット部
材６１に形成した等間隔のスリット孔６１ａを透過した
光をフォトダイオード６２ｂで受光することにより、光
学ユニット３６のリニア方向の位置を検出できるように
している。

【００８５】本実施の形態によれば、フレキシブルシャ
フト３２の伸縮による走査ムラがあっても、位置を補正
して正しい像を提供することができる。また、第３ない
し第５の実施の形態のように位置検出が観察像に影響を
与えない効果もある。

【００８６】（第７の実施の形態）次に本発明の第７の
実施の形態を図１３を参照して説明する。図１３は第７
の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を
示す。この光走査プローブ８Ｇは、例えば図８の第３の
実施の形態において、光学シースを形成する樹脂チュー
ブ３５の代わりに、金属保護ケース６５とバルーン６６
とを採用している。

【００８７】金属保護ケース６５は光学ユニット３６を
例えば十字状のフレームで覆い、光学ユニット３６が回
転駆動された場合、十字状のフレーム部分で観察ビーム
が遮光されることにより、回転方向の位置を検出できる
マーキング部材としての機能（作用）を持つようにして
いる。

【００８８】金属保護ケース６５の外側のバルーン６６
は透明な部材で形成されている。本実施の形態によれ
ば、ラジアル走査を行った場合、観測ビームの位置を検
出することができる。

【００８９】（第８の実施の形態）次に本発明の第８の
実施の形態を図１４を参照して説明する。図１４は第８
の実施の形態における光走査プローブの先端側の構成を
示す。この光走査プローブ８Ｈは、例えば第１の実施の
形態において、レンズ枠４５における観察ビーム４８が
出射される方向と反対側に例えば黒色等に識別し易い色
にしたマーキング部７１が形成してある。

【００９０】そして、内視鏡から透明な樹脂チューブ３
５を通してこのマーキング部７１を観察できるようにし
ており、このマーキング部７１と反対側に観察ビーム４
８が出射されていることを知ることができるようにして
いる。このマーキング部７１により、観察ビーム４８の
方向を内視鏡から容易に知ることが出来る。

【００９１】（第９の実施の形態）次に本発明の第９の
実施の形態を図１５及び図１６を参照して説明する。図
１５は第９の実施の形態における光走査プローブを示
し、図１６（Ａ）は内視鏡のチャンネル内に光走査プロ
ーブを挿通して生体組織を観察している様子を示し、図
１６（Ｂ）はその場合の内視鏡画像を示す。

【００９２】図１５に示す第９の実施の形態における光
走査プローブ８Ｉは可撓性のシース７３Ａと、この可撓
性のシース７３Ａの先端に繋ぎ部材７３Ｂを介して透明
で硬質のシース７３Ｃを設け、これらシース７３Ａ、繋
ぎ部材７３Ｂ、シース７３Ｃ内にフレキシブルシャフト
３２を挿通し、シース７３Ｃ内でフレキシブルシャフト
３２の先端に光学ユニット３６を取り付けている。

【００９３】このシース７３Ｃにおける観察ビーム４８
（図１６（Ａ）参照）が出射される方向と反対側にマー
キング部７４をシース７３Ｃの長手方向に線状に形成し
ている。そして、このマーキング部７４を内視鏡で観察
できるようにしている。

【００９４】例えば、図１６（Ａ）に示すように内視鏡
７５の挿入部７６に設けたチャンネル７７内に光走査プ
ローブ８Ｉを挿通し、その先端側を突出させて生体組織
１１に観察ビーム４８を照射して２次元観察像を得るこ
とができる。

【００９５】この場合、挿入部７６の先端の照明窓７８
から照明光が出射され、生体組織１１側を照明し、この
照明された部分は観察窓７９に取り付けた対物レンズに
より光学像が結像され、後方の接眼部から図１６（Ｂ）
に示すような内視鏡像を得ることができる。つまり、内
視鏡像中にマーキング部７４が観察される位置と反対側
に観察ビーム４８が出射されていることを知ることがで
きる。

【００９６】（第１０の実施の形態）次に本発明の第１
０の実施の形態を図１７を参照して説明する。図１７
（Ａ）は第１０の実施の形態における光走査プローブの
先端側の構成を縦断面図で示し、図１７（Ｂ）はその横
断面でガイド機構の構成を示す。

【００９７】この光走査プローブ８Ｊは、例えば第１の
実施の形態において、レンズ枠４５に回り止め用の凸部
（或いはピン）８１が形成され、かつ光学シースを形成
樹脂チューブ３５側には、この凸部８１が係入され、樹
脂チューブ３５の長手方向に延びるガイド溝８２が設け
てある。

【００９８】そして、凸部（或いはピン）８１をガイド
溝８２に収納した状態で光学ユニット３６を樹脂チュー
ブ３５の長手方向に移動することにより、リニア走査す
る際に回転するようなことなく、直線的にリニア走査で
きるようにしている。

【００９９】また、透明な光学シースの観測ビーム４８
が出射する側と反対側に線状のマーキング部材８３を設
けて、ラジアル走査した場合に観察ビーム４８が基準と
なる角度位置を確認できるようにしている。

【０１００】さらに説明すると、低干渉性光を伝送する
シングルモードファイバ１０の先端の光学ユニット３６
は、ファイバ１０からの光を集光するＧＲＩＮレンズ４
６と、このレンズ４６からの光を９０度に曲げるプリズ
ム４７とをレンズ枠４５でファイバ１０の先端に保持し
ている。フレキシブルシャフト３２は図１７（Ａ）にお
いて左右に進退し、観測ビーム４８を左右に走査し、深
さ方向と左右方向の２次元的な像を得る。

【０１０１】レンズ枠４５には回り止め用凸部８１が、
樹脂チューブ３５側には肉厚部分にガイド溝８２がそれ
ぞれ設けられ、レンズ枠４５はその凸部８１がガイド溝
８２に嵌合挿入されながら進退するため、フレキシブル
シャフト３２のねじれによって走査面が回転するような
ことが無い。なお、本実施の形態はリニア走査する光走
査プローブである。

【０１０２】本実施の形態によれば、フレキシブルシャ
フト３２のねじれによって走査面が回転すること無く、
正確に平面のリニア断層像が得られる。また、マーキン
グ部材８３より走査方向を内視鏡より知るのが容易であ
る。

【０１０３】［付記］ １．低干渉光を用いて生体組織の光断層像を得る光イメ
ージング装置において、少なくともその先端は光透過性
の良い素材で形成されており、先端が開口していないシ
ースと、光の出射・入射部と、シース内側に挿入された
柔軟なパイプ部材と、柔軟なパイプ部材の先端側に取り
付けられた前記出射・入射部の保持部材と、パイプ部材
の内腔に設けられた低干渉光を伝送する光ファイバとを
有し、パイプ部材を回転させる回転駆動手段と、パイプ
部材を軸方向に進退する進退駆動手段と、を設けたこと
を特徴とする光イメージング装置。

【０１０４】１−２．パイプ部材が回転駆動するのと同
時に進退駆動手段によりパイプ部材が進退することを特
徴とする付記１に記載の光イメージング装置。 １−３．パイプ部材および回転駆動手段を有する回転駆
動ユニットが一体で進退駆動手段で進退することを特徴
とする付記１に記載の光イメージング装置。 １−２−１．第１のシースおよびパイプ部材および回転
駆動手段を有するプローブおよび回転駆動ユニットが一
体で、進退駆動手段により第２のシースの中で移動する
ことを特徴とする付記１−２に記載の光イメージング装
置。 １−３．低干渉光を用いて生体組織の光断層像を得る光
イメージング装置において、少なくともその先端は光透
過性の良い素材で形成されたシースと、該シース内側に
挿入された回転力を伝達するパイプ部材と、該パイプ部
材の先端に取り付けられ、光の出射・入射部を設けた光
学ユニットと、前記パイプ部材の内腔に設けられた低干
渉光を伝送する光ファイバとで構成される光走査プロー
ブと、パイプ部材を回転させることにより前記光学ユニ
ットから出射される光をラジアル走査するための回転駆
動手段と、パイプ部材を軸方向に進退することにより前
記光学ユニットから出射される光をパイプ部材の軸方向
にリニア走査するための進退駆動手段と、を設けたこと
を特徴とする光イメージング装置。 （１群の背景）本文に記載されている。

【０１０５】２．低干渉光を用いて生体組織の光断層像
を得る光イメージング装置において、少なくともその先
端は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口
していないシースと、光の出射・入射部と、シース内側
に挿入された柔軟なパイプ部材と、柔軟なパイプ部材の
先端側に取り付けられた前記出射・入射部の保持部材
と、パイプ部材の内腔に設けられた低干渉光を伝送する
光ファイバとを有し、先端部に前記出射・入射部の保持
部材の位置検出手段が設けたことを特徴とする光イメー
ジング装置。

【０１０６】２−１．シースに走査位置の基準を示すマ
ーキング手段を設けたことを特徴とする付記２に記載の
光イメージング装置。 ２−１−１．マーキングが光不透過物質で構成されてい
る付記２−１に記載の光イメージング装置。 ２−１−２．シースの延長方向に線状のマーキングがさ
れ、パイプ部材が回転走査する（ラジアル走査）付記２
−１に記載の光イメージング装置。 ２−１−３．シースの鉛直方向に線状のマーキングがさ
れ、パイプ部材がリニア走査する付記２−１に記載の光
イメージング装置。

【０１０７】２−２．位置検出手段がエンコーダである
付記２に記載の光イメージング装置。（付記２群の背
景）先端光学素子をフレキシブルシャフトを用いて、観
察ビームを回転走査またはリニア走査する特表平６−５
１１３１２に開示されたようなプローブでは、挿入部の
湾曲などによってフレキシブルシャフトの回転・進退の
ムラ・遅れにより手元側の走査位置と先端側の走査位置
が異なり、走査位置がわからなくなったり、画像中の位
置が正確でないという問題があった。

【０１０８】このため、走査位置を正確に知る手段を設
け、走査位置の正確な観察像を提供及び走査ムラを補正
することを目的とし、付記２群の構成にした。

【０１０９】３．低干渉光を用いて生体組織の光断層像
を得る光イメージング装置において、少なくともその先
端は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口
していないシースと、光の出射・入射部と、シース内側
に挿入された柔軟なパイプ部材と、柔軟なパイプ部材の
先端側に取り付けられた前記出射・入射部の保持部材
と、パイプ部材の内腔に設けられた低干渉光を伝送する
光ファイバとを有し、パイプ部材を軸方向に進退する進
退手段を有し、光の出射・入射部からの観察光の照射が
プローブの軸方向に略垂直であって、保持部の光が照射
される方向の反対側に出射方向を示すマーキングが設け
たことを特徴とする光イメージング装置。 ３−１シースの光が照射される方向の反対側に出射方向
を示すマーキングが設けられている付記３に記載の光イ
メージング装置。

【０１１０】３−１−１．マーキングが線状である付記
３−１に記載の光イメージング装置。（付記３群の背
景）リニア走査用光走査プローブでは走査方向がわかり
にくく、内視鏡像と対応させて観察位置を対応させるの
が困難であった。

【０１１１】このため、リニア走査型光走査プローブに
おいて、走査方向を内視鏡画像上でわかるようにするこ
とを目的として付記３群の構成にした。

【０１１２】４．低干渉光を用いて生体組織の光断層像
を得る光イメージング装置において、少なくともその先
端は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口
していないシースと、光の出射・入射部と、シース内側
に挿入された柔軟なパイプ部材と、柔軟なパイプ部材の
先端側に取り付けられた前記出射・入射部の保護部材
と、パイプ部材の内腔に設けられた低干渉光を伝送する
光ファイバとを有し、パイプ部材を軸方向に進退する進
退手段を有し、光の出射・入射部からの観察光の出射が
プローブの軸方向に垂直であって、保護部材のシースに
対する回転を防止する回り止め部材を設けたことを特徴
とする光イメージング装置。

【０１１３】（付記４の背景）リニア走査型光走査プロ
ーブではフレキシブルシャフトのねじりによりリニアの
走査面が回転し、観察位置が所望の断面にならないとい
う問題があった。このため、リニア走査型光走査プロー
ブにおいて、走査のねじれを防止することを目的とし
て、付記４の構成にした。

【０１１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
干渉光を用いて生体組織の光断層像を得る光イメージン
グ装置において、少なくともその先端は光透過性の良い
素材で形成されており、先端が開口していないシース
と、光の出射・入射部と、シース内側に挿入された柔軟
なパイプ部材と、柔軟なパイプ部材の先端側に取り付け
られた前記出射・入射部の保持部材と、パイプ部材の内
腔に設けられた低干渉光を伝送する光ファイバとを有
し、パイプ部材を回転させる回転駆動手段と、パイプ部
材を軸方向に進退する進退駆動手段と、を設けているの
で、回転駆動手段と進退駆動手段とで駆動した場合の生
体組織の光断層像を得ることにより、３次元の断層像を
得たり、任意の方向の断面の断層像も得られ、診断しし
易い画像を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の光イメージング装
置の構成を示すブロック図。

【図２】光走査プローブの構成を示す断面図。

【図３】光ロータリジョイントの構成を示す断面図。

【図４】光走査プローブの先端側の構造を示す断面図。

【図５】本実施の形態による走査モードを示す。

【図６】変形例における光ファイバの弛み防止機構を示
す図。

【図７】本発明の第２の実施の形態における光走査プロ
ーブの先端側の構造を示す断面図。

【図８】本発明の第３の実施の形態における光走査プロ
ーブの先端側の構造を示す図。

【図９】第３の実施の形態の変形例におけるマーキング
手段を示す図。

【図１０】本発明の第４の実施の形態における光走査プ
ローブの先端側の構造を示す断面図。

【図１１】本発明の第５の実施の形態における光走査プ
ローブの先端側の構造を示す断面図。

【図１２】本発明の第６の実施の形態における光走査プ
ローブの先端側の構造を示す図。

【図１３】本発明の第７の実施の形態における光走査プ
ローブの先端側の構造を示す斜視図。

【図１４】本発明の第８の実施の形態における光走査プ
ローブの先端側の構造を示す断面図。

【図１５】本発明の第９の実施の形態における光走査プ
ローブの先端側の構造を示す側面図。

【図１６】光走査プローブを内視鏡のチャンネルに挿通
した様子及び内視鏡像を示す図。

【図１７】本発明の第１０の実施の形態における光走査
プローブの先端側の構造を示す図。

【符号の説明】

１…光イメージング装置 ２…低干渉性光源 ３…第１のシングルモードファイバ ４…光カップラ部 ５…第２のシングルモードファイバ ６…弛み防止手段 ７…駆動部 ８Ａ…光走査プローブ ９…光ロータリジョイント １０…第３のシングルモードファイバ １１…生体組織 １３…回転／進退制御装置 １４…光路長の可変機構 １６…グレーティング １８…ステージ １９…ガルバノメータミラー ２０…ガルバノメータコントローラ ２５…コンピュータ ２６…モニタ ２８…モード入力部 ３１…フレーム ３２…フレキシブルシャフト ３３…回転用モータ ３４…ギヤ ３５…樹脂チューブ ３６…光学ユニット ３９…ボールネジ ４０…リニア移動用モータ（進退移動用モータ） ４５…レンズ枠 ４６…ＧＲＩＮレンズ ４７…プリズム ４６…観測ビーム

フロントページの続き (72)発明者 飯塚 修平 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 水野 均 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 廣岡 健児 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F064 AA02 AA09 CC10 FF06 GG03 GG12 GG13 GG24 GG45 GG49 HH01 HH05 KK01 2F065 AA04 AA06 AA25 AA52 AA56 CC16 DD00 FF04 GG07 GG12 GG22 HH04 HH13 JJ01 JJ18 LL00 LL02 LL08 LL13 LL42 MM07 MM08 QQ03 QQ24 UU01 UU06 UU07 4C061 AA00 BB07 CC06 DD04 FF35 FF46 FF47 HH51 HH60

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低干渉光を用いて生体組織の光断層像を
   得る光イメージング装置において、少なくともその先端
   は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口し
   ていないシースと、光の出射・入射部と、シース内側に
   挿入された柔軟なパイプ部材と、柔軟なパイプ部材の先
   端側に取り付けられた前記出射・入射部の保持部材と、
   パイプ部材の内腔に設けられた低干渉光を伝送する光フ
   ァイバとを有し、 パイプ部材を回転させる回転駆動手段と、 パイプ部材を軸方向に進退する進退駆動手段と、 を設けたことを特徴とする光イメージング装置。
2. 【請求項２】 パイプ部材が回転駆動するのと同時に進
   退駆動手段によりパイプ部材が進退することを特徴とす
   る請求項１に記載の光イメージング装置。
3. 【請求項３】 パイプ部材および回転駆動手段を有する
   回転駆動ユニットが一体で進退駆動手段で進退すること
   を特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。